云南漫湾水库甲藻水华生态初步研究

漫湾水电站建于1993年,库区位于云南省澜沧江中游河段,库区山高谷深,属典型峡谷河道型水库。漫湾水电站不但在云南社会经济发展中有十分重要的作用,而且对澜沧江今后梯级电站及其他大型水电工程,都有典型的示范作用。2003年2月中旬,漫湾水库距坝30km库区范围内发生铁锈红色水华,水华呈条带状,经鉴定为甲藻水华,该水华持续时间近一个月,在此之前该水库并未有水华发生的报道。       

黄龙带水库甲藻水华的脂肪酸组成特征

浮游植物是水体颗粒物中最重要的组成,同时也是生态系统中物质和能量传递的重要物质基础。脂肪酸是浮游植物细胞内一种重要的生理构件,并具有重要和特殊的生理功能。由于不同浮游植物所含的颗粒脂肪酸不同,因此自然水体中的颗粒脂肪酸种类和数量的组成与变化反映了水体中浮游植物的群落结构及演替过程。在水体富营养化过程中,浮游植物的组成也随之变化,因此研究水体中颗粒脂肪酸的浓度和组成结构可以直接反映水体的富营养化水平和特征的生化指标,也能有利于掌握不同类型浮游植物水华的发生机制。2005年4月,在中国广东一座处于北回归线中营养型水平的水库-黄龙带水库中发生了二角多甲藻水华,本研究主要研究了此次水华过程中的浮游植物群落结构的变化、水体中颗粒物的脂肪酸组成和浓度的变化,探讨了热带亚热带地区二角多甲藻水华过程中浮游植物群落与脂肪酸组成特征、脂肪酸组成特征与水体营养状态之间的关系。结果表明:黄龙带水库为中富营养水平水库,此次共鉴定出藻类28种,二角多甲藻(Peridinium bipes Stein)是这次水华的优势种。其生物量变化为0～5138μg·L^-1。在水华高峰期二角多甲藻生物量占总生物量的80%以上,水华消退期占30%以下。硅藻生物量在水华高峰期有下降趋势,水华消失期有上升趋势;蓝藻的增长趋势更加明显,绿藻在整个过程中生物量较低,波动不大。水华过程中脂肪酸的种类丰富,浓度很高。共检测出脂肪酸21种,包括各种饱和脂肪酸(SFA),单不饱和脂肪酸(MUFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA),含量变化为0～74.593μg·L^-1。在水华高峰期,偶碳数饱和脂肪酸占有非常明显的优势,而奇碳数脂肪酸相对浓度较少,总脂肪酸浓度为85.5～192.2μg·L^-1。与水华高峰期相比,水华消退期的总脂肪酸浓度仅有16.5～45.5μg·L^-1。水华消退期饱和脂肪酸的相对丰度要高于水华高峰期,而多不饱和脂肪酸的相对丰度则相反。C18:5和EPA、DHA等甲藻标志脂肪酸的检出频率和浓度较高,颗粒物脂肪酸特征较好地反映了甲藻水华过程浮游植物群落结构的变化;并为淡水甲藻脂肪酸的研究提供一些基础资料。     

三峡水库支流拟多甲藻水华的形成机制

三峡水库支流的拟多甲藻水华发生已成为近年的常态,但是其发生机制依然不清楚。2009年到2011年期间,对拟多甲藻水华频发的童庄河回水区进行重点监测,并扩展到三峡水库长江干流及26条支流未淹没区和回水区浮游植物的四季调查。结果表明,四季调查中,拟多甲藻出现率、平均密度、最大密度和最大优势度,4月最高,相同季节,回水区最高。2—4月,童庄河回水区各点拟多甲藻密度均为升高到下降变化,最高密度自上游至下游大幅下降。2010年,拟多甲藻水华于2月最先在童庄河回水区上游出现,逐步向中下游发展,维持一定规模和时间后消退。与此同时,长江干流拟多甲藻出现率、密度和最大优势度大幅低于童庄河回水区。童庄河回水区发生(2005年、2007年和2010年)比不发生(2009年)拟多甲藻水华年份,三峡水库1—3月日出库流量(平均值4489.9—5623.3 m3/s)较小、1—2月水位日变幅(平均值0.148 m、0.246 m)和2月水位日升降(平均值-0.223 m)较大。研究认为,藻类在适宜水温时形成水华,2—4月支流回水区水温适宜、氮磷含量满足甲藻营养能力和生活习性需要。拟多甲藻能否形成水华,首先取决于回水区上游是否存在满足要求的水动力条件。其次,三峡水库出库流量、水位波动等水文条件,通过改变回水区上游水动力条件和回水区流速,影响水华能否形成及形成时间、程度、范围和维持时间。由于尺度效应不同,三峡水库相同水文条件对不同位置支流拟多甲藻水华形成的影响不一样。     

三峡水库香溪河库湾拟多甲藻昼夜垂直分布初步研究

具鞭毛的拟多甲藻（Peridiniopsis）是三峡水库多数支流库湾春季甲藻水华的优势种类。研究表明,昼夜垂直迁移是鞭毛藻重要的生态学特征。拟多甲藻形态学特征虽然也有鞭毛和自由游泳能力,但至今仍没有关于该种类昼夜垂直迁移的描述。定点昼夜垂直分层研究结果表明,三峡水库甲藻水华暴发的优势种之一拟多甲藻种3（Peridiniopsis sp．3）是绝对优势种,相对丰度达到45％;该物种与其它鞭毛藻相似,有昼夜垂直迁移的生态学特征,白天趋于在水体上层聚集分布,晚上趋于在水柱中随机分布;太阳光的昼夜交替是影响拟多甲藻昼夜垂直迁移的重要环境因素。     

三峡库区藻类水华调查及其毒理学研究

三峡水库一期工程蓄水近两年(2003年7月—2005年4月)期间,库区发生过多次藻类“水华”,尤其在阳光充足、气温回升的春季。经鉴定形成水华的藻类主要有拟多甲藻(Peridiniopsissp1,sp2),新星形冠盘藻(Stephanodiscusneoastraea),里海小环藻(Cyclotella caspia),湖沼红胞藻(Rhodomonas lacustris),实球藻(Pandorina morum)和空球藻(Eudorina elegans);其中以拟多甲藻水华涉及面积最大,持续时间最久,污染程度最为严重。通过对拟多甲藻水华水及其藻细胞提取液的生物毒性测试,表明其对其他水生生物和小白鼠没有明显的生物毒性。     

中国淡水拟多甲藻属研究

拟多甲藻属Peridiniopsis Lemmermann是重要的淡水有壳甲藻,是形成淡水甲藻水华的主要类群之一。该属被定义为不具或仅有一块前间插板的多甲藻类群,其板片格式为3–5′,0–1a,6–7(8)″,5″′,2″″。迄今,全球范围内报道的拟多甲藻属约有20种。通过对所采集国内甲藻标本的整理和鉴定,描述了8种及1变种,并对其形态特征、板片排列、生境和分布进行了简述。其中有3个是中国新纪录,它们是柏林拟多甲藻P.berolinensis(Lemmermann)Bourrelly、波吉拟多甲藻P.borgei Lemmermann和柯维拟多甲藻P.kevei Grig-orszky et Vasas。     

以色列Kinneret湖多甲藻水华期间浮游植物的P-I曲线

在水域生态系统中,浮游植物的光合作用在很大程度上决定水体可更新资源的丰度以及碳在生物地球化学过程中的通量。为了描述光合作用与光辐射强度的关系,很多作者进行了有益的探索。通过不同的P－I曲线对观察值的拟会,得到了反映光合作用特征的参数。事实上,很多环境因子影响着光合作用的强度和效率,如光强、光周期、温度、营养盐以及浮游植物群落结构等。本研究采用不同的WI曲线模型对以色列kirmeret湖P-I观察值进行拟合,阐明该湖泊夏季浮游植物群落光合作用的特点,并对湖泊中浮游植物的光适应规律作一探讨。1材料和方法1．1湖泊…     

双角多甲藻有性生殖的初步观察

通过对双角多甲藻有性过程的初步研究,表明在这种间核生物的生活史中存在着典型的育性生殖。在双角多甲藻春季生长高峰的末期(3月底至4月初),有性生殖大量发生。形成的合子经过一系列变化后成为厚垣合子进入休眠期。     

香溪河库湾春季叶绿素a 浓度动态及其影响因子分析

2005年3月至4月,对三峡水库香溪河库湾的叶绿素a动态及其与TN、TP等环境因子的关系进行了研究。结果表明,从香溪河库湾下游到上游,叶绿素a存在明显的水平分布。在时间分布上,3月17日暴发一次大规模的水华,4月份水华的暴发有一个明显的平面推移的过程。叶绿素a浓度与TN、TP之间存在着一定的负相关关系,TN与叶绿素a浓度的相关性较显著。香溪河库湾极可能是N限制型水体,而不受P限制。叶绿素a与透明度存在反双曲线关系,与溶解氧呈显著正相关关系。     

倪氏拟多甲藻叶绿素荧光活性对环境因子的响应

采用叶绿素荧光分析技术探讨了温度、pH、光强对水华优势种倪氏拟多甲藻光合活性的影响。结果表明, 倪氏拟多甲藻光系统Ⅱ的量子产量Y(Ⅱ)和最大光化学效率(Fv/Fm)随温度(7.5-20.0℃)升高而显著增加(P0.05), 在低温下电子传递速率未受阻, 细胞在7.5-20.0℃内均有高光合活性; 10.0 ℃下的光合活性随pH增大先升高后降低, 峰值出现在pH 7.3时, 光合活性顺序为: 弱碱性 中性 酸性; 快速叶绿素荧光动力学曲线分析显示pH 7.3下的光合活性为典型OJIP曲线, 其他pH下PSⅡ反应中心、电子受体库受损, 显示该藻适应较窄的pH范围, pH7.0-8.0内是其适宜的条件; 快速光响应曲线显示其半饱和光强Ek为385.52 mol photons/(m2s), 表明其具有高光饱和点, 耐受高光强。研究表明藻细胞光合活性对温度和光强变化有较强适应性, 对pH的变化敏感, 弱碱性条件是其光合作用的适宜条件; 低温时细胞通过环式电子链提高光化学效率, 降低高光强可能带来的光损伤; 弱酸性(pH 5.0)会同时损伤其光系统Ⅰ和光系统Ⅱ, 造成其光化学效率的显著下降;倪氏拟多甲藻在低温和高光强下的独特光合特性使其在春季淡水水体中占据竞争优势, 是其形成水华的内在原因。     

三峡水库富营养化问题与对策研究

三峡水库蓄水后,大部分库湾已出现富营养化态势,并暴发了数次以甲藻(拟多甲藻)和硅藻(小环藻)为主的水华现象,特别是在春季。以香溪河库湾为例,分析两周年的营养状态变化,总体上说,除冬季外,大多数月份为富营养,在春季则为重富营养。对三峡水库22条入库支流库湾的营养状态进行综合评价,结果表明,有5条(22.7%)支流库湾为中营养,17条(77.3%)支流库湾为富营养(重富营养化支流库湾有10条,占45.5%);但三峡水库本身水质尚好,仍保持中营养状态。统计分析表明,入库支流流域的年均流量和流域面积与支流库湾叶绿素a存在显著负相关关系,说明支流库湾越小或年均流量越小,藻类叶绿素a浓度就越高,即越容易在春季形成水华。文中讨论了控制和减缓富营养化几项措施。       

三峡水库蓄水前后水生态系统动态的初步研究

本专辑登录的论文系中国科学院知识创新工程重要方向性项目“三峡水库库区蓄水前后水生态系统变化的研究”的部分研究结果,内容包括1)蓄水前后水体理化参数变化;2)蓄水前后水生生物群落变化;3)三峡水库的富营养化问题;4)春季水华暴发过程的连续监测与动力学;5)对三峡水库生态学研究的几点思考和建议。       

香溪河库湾春季水华期间悬浮颗粒物粒度动态的初步研究

水体中的悬浮颗粒物是物质在水环境中迁移转化的载体和蓄积库,是营养成分在水相、沉积物相和食物链中循环的重要载体,是河流生态系统物质循环和能量流动的重要组成部分[1—3],很多学者研究了悬浮物的组成、结构和粒度之间的关系,发现其粒度特征对于了解生态系统内部物质和能量循环转化过程具有重要意义[4,5]。三峡水库蓄水后,香溪河下游部分河段成为库区的一部分,相对于河流来说,流速的减小使更多的悬浮颗粒物发生沉降,营养物质富集,易暴发水华[6]。本研究在三峡水库香溪河库湾水华暴发过程中对不同水深的悬浮颗粒物在24h内的动态分布特征进…     

三峡水库香溪河库湾夏季藻类水华的时空动态及其影响因素

2008年6-8月,三峡水库香溪河库湾相继暴发蓝藻和绿藻水华.依据香溪河库湾夏季的每周监测,对研究区2次水华分别进行聚类和判别分析,研究了2次水华的时空动态及其影响因素.结果表明：研究区2次水华过程均可划分为无水华组、过渡组和水华组;2次水华的暴发对可溶性硅(DSi)、硝态氮与亚硝态氮(NO₃--N+NO₂^--N)和磷酸盐(PO₄^3--P)3种营养盐的吸收程度不同;蓝藻水华暴发期间的DSi、总氮/总磷(TN/TP)、DSi/TN和DSi/TP值均低于绿藻水华;判别蓝藻水华暴发的参数为叶绿素a(Chl a)、TN和PO₄^3--P,而Chl a和DSi则是绿藻水华暴发的判别因子,将2次水华过程划分为水华组和无水华组的判别效果更好;判断蓝藻和绿藻水华暴发的叶绿素a临界浓度分别为40和20 μg·L^-1.     

三峡水库库首初期蓄水前后理化因子的比较研究

根据2002—2004年对三峡水库库首的监测,对该水域的理化特征及其动态进行了比较分析,并对三峡水库初期蓄水前后的数据进行了差异显著性分析。结果显示主要理化指标空间差异不大,主要随季节变化。部分理化指标在蓄水前后有显著差异。其中TN、TP在蓄水后与蓄水前同期比较有明显降低,分别由蓄水前的周年平均值2.38mg/L、0.274mg/L下降到蓄水后的1.62mg/L0、.132mg/L。在无机氮组成中,NO3-N高达91.25%,而NO2-N仅占1.05%,这表明调查水域有较强的自净能力。透明度、浊度月变化很大,且呈良好的负相关,并在7—9月分别有显著降低与升高,表明本地区水土流失在降雨季节十分剧烈。而TP也随库区水体中悬浮物增高而显著增高,表明流失水土受磷污染严重。但由于同时期PO4-P反而是降低的,则说明此污染并不能有效转化为PO4-P。对营养状态指数(TSIM)的评价表明,尽管蓄水后库首水质污染较之蓄水前有明显降低,但仍呈中营养化水平。与国内其他大型水库比较,结果显示TP、NO3-N都远远高于被比较水库。     

三峡库区古夫河着生藻类分布与水质因子的关系

于2010年12月至2011年12月,对位于长江三峡库区内的湖北省兴山县古夫河着生的藻类和水体共采样10次,共鉴定出着生藻类28属,检测水质指标12项。对水质变量进行因子分析,根据特征值大于1的原则选取4个主成分,第一主成分主要代表总氮（TN）和硝酸盐氮（NO3--N）,第二主成分主要代表pH和化学需氧量（CODCr）,第三主成分主要代表磷酸盐磷（PO34--P）、总磷（TP）和氨氮（NH4＋-N）,第四主成分主要代表电导率（Cond）和总有机碳（TOC）。将提取的9项主要水质因子与着生藻类重要属进行典型对应分析（CCA）,结果可见,古夫河主要水质因子与着生藻类类群分布相关性大小为：CODCr〉pH〉TN〉NO3--N〉TOC〉TP〉PO34--P〉Cond〉NH4＋-N。Monte Carlo显著性检验表明,CODCr和pH对古夫河着生藻类物种组成及空间分布的影响最大,其次为TN、NO3--N和TOC。pH与CODCr呈极强的负相关关系,古夫河着生藻类大多数类群均与CODCr表现出正相关关系,仅胶毛藻属（Chaetophora）倾向低CODcr和偏碱性的环境。TN和NO3--N有很强正相关性,而两者均与TOC有强负相关,它们将古夫河着生藻类大体上分为两类,即亲碳元素的类群和亲氮元素的类群。TP通常是河流生态系统中的限制性营养因子,但在古夫河流域中并不是影响着生藻类物种分布的主要水质因子。     

硫铁矿酸性矿山废水对大型底栖动物群落结构的影响

2006年11月和2007年1月通过金属和生物指标的量化监测,就酸性矿山废水对大型底栖动物群落结构的影响及高岚河污染现状进行研究。典型对应分析表明：酸性废水对高岚河上游大型底栖动物群落结构影响最大。对高岚河大型底栖动物群落结构和功能摄食类群进行分析,研究硫铁矿酸性矿山废水对河流大型底栖动物群落的影响,结果表明：高岚河自矿源起约16km河段,大型底栖动物群落结构已经遭到严重破坏;多足摇蚊Polypedilum tritum和真凯氏摇蚊Eukiefferiellab rehmi对酸和金属均具有较强的耐受力;捕食者和刮食者对矿山酸性废水带来的污染反应最为敏感。逐步回归分析表明：大型底栖动物生物多样性受Al、Ca、Cd、Fe、Mg、Mn等金属影响最大;密度受Ca、Cr和Mg的影响最大。     

长江三峡库区分布的中国种子植物特有属

长江三峡库区分布中国特有属67属,占库区种子植物区系属的6．4％,其中木本属28属,草本属39属,集中分布在川东、鄂西一带。本文主要对长江三峡库区中国种子植物特有属的物种组成、分布及特点进行分析,并对三峡库区众多中国种子植物特有属形成的原因及其在库区植物区系研究中的地位进行了讨论。